JP2007094176A - 2群ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とからなり、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔を変化させることによって変倍を行う2群ズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズ成分L1と、開口絞りSと、第2正レンズ成分L2と、負レンズL3とを含み、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1
Description
また近年では、カメラのデジタル化に伴い、より高い性能が広角ズームレンズにも必要とされるようになっている。
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔を変化させることによって変倍を行う2群ズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、第1正レンズ成分と、開口絞りと、第2正レンズ成分と、負レンズとを含み、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする2群ズームレンズを提供する。
(1)0.065<d/d2<0.3
但し、
d :前記第2正レンズ成分と前記負レンズとの軸上空気間隔
d2:前記第1正レンズ成分の物体側レンズ面から像面までの軸上距離
以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2)−1.0<d/f1≦−0.27
但し、
d :前記第2正レンズ成分と前記負レンズとの軸上空気間隔
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)0.25<fw/f2<0.5
但し、
fw:広角端状態における前記2群ズームレンズ全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
前記第1正レンズ成分と前記第2正レンズ成分のうちの少なくとも一方が、正レンズと負レンズとの貼り合わせレンズであり、
以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)0.25<νdn/νdp<0.95
但し、
νdp:前記貼り合わせレンズ中の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.56nm)に対するアッベ数
νdn:前記貼り合わせレンズ中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.56nm)に対するアッベ数
前記第1正レンズ成分は、合焦のために可動であることが望ましい。
前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが望ましい。
写真レンズを含む対物光学系の設計において最も困難なことは、著しい大画角化と同時に大口径化を図ることである。これは、ザイデル収差を余すところなく補正することに他ならない。またさらに、斯かる対物光学系をズームレンズとして構成することは、非常に難易度が高い。このため、通常の射影方式における包括角(画角)2ω=110゜を越え、口径F2.8に達し、変倍比1.7を越えるズームレンズの発明提案は殆どなく、商品も存在していない。
本発明は、このような今までに無い仕様の光学系を常用可能なほど小型で、十分な周辺光量を確保し、かつ高い光学性能を有する2群ズームレンズとして開発したものである。
(1)0.065<d/d2<0.3
但し、
d :前記第2正レンズ成分と前記負レンズとの軸上空気間隔
d2:前記第1正レンズ成分の物体側レンズ面から像面までの軸上距離
また、第1正レンズ成分と第2正レンズ成分のうちの一方を、アッベ数の異なるレンズのどうしの貼り合わせレンズとすることにより、軸上色収差を良好に補正することができる。
ここで、本明細書及び請求の範囲では、単レンズ、及び貼り合わせレンズを含む表現として「レンズ成分」を用いている。
また、第2正レンズ成分と負レンズとの光軸上の空気間隔を大きく確保することは、同時に射出瞳を遠くすることができる。このことはデジタルカメラに適する。
また、第2レンズ群中に非球面レンズを導入することにより、上方コマ収差、歪曲収差の補正をさらに補うことができる。なお、導入される非球面の位置は、像側に近いほど効果的である。
以上、第2レンズ群の構成は、大画角大口径の2群ズームレンズにおけるマスターレンズ群に最適である。
条件式(1)は、第2レンズ群における第2正レンズ成分と負レンズとの光軸上の空気間隔と、前記第2レンズ群から像面までの光軸上の距離との関係式である。
本発明の2群ズームレンズにおいて条件式(1)の対応値が当該条件式(1)の下限値を下回ると、第1レンズ群と第2レンズ群の間のワーキング・ディスタンスを確保することが困難になるとともに、射出瞳の位置が近くなり望ましくない、又は特に広角側の像面湾曲や下方コマ収差が悪化してしまうため望ましくない。
なお、条件式(1)の下限値を0.07に設定すれば本発明の効果をさらに発揮することができる。また、条件式(1)の下限値を0.08に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
なお、条件式(1)の上限値を0.2に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
本発明の2群ズームレンズにおいて条件式(2)の対応値が当該条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズ群の負のパワーが強くなりすぎて、特に広角端状態における像面湾曲、歪曲収差、下方コマ収差が悪化するとともに周辺光量の低下を招いてしまう。
なお、条件式(2)の下限値を−0.5に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
なお、条件式(2)の上限値を−0.3に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
本発明の2群ズームレンズにおいて条件式(3)の対応値が当該条件式(3)の下限値を下回ると、特に像面湾曲、下方コマ収差、歪曲収差が悪化するとともに周辺光量の低下を招いてしまう。
なお、条件式(3)の下限値を0.3に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
なお、条件式(3)の上限値を0.45に設定すれば本発明の効果をさらに発揮することができる。また、条件式(3)の上限値を0.40に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
本発明の2群ズームレンズにおいて条件式(4)の対応値が当該条件式(4)の下限値を下回ると、高価な硝材を使用せざるを得ないためコスト高となってしまい、また色収差を過剰に補正して軸上色収差が悪化してしまうため望ましくない。
なお、条件式(4)の下限値を0.4に設定すれば本発明の効果をさらに発揮することができる。また、条件式(4)の下限値を0.5に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
なお、条件式(4)の上限値を0.92に設定すれば本発明の効果を最大限に発揮することができる。
また本発明の2群ズームレンズは、第2レンズ群が、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることが好ましい。これにより、望遠側の球面収差と上方コマ収差を良好に補正することができる。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係る2群ズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す図である。
本実施例に係る2群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有している。
本実施例において、第1正レンズ成分L1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの貼り合わせレンズであり、第2正レンズ成分L2は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。
なお、本実施例に係る2群ズームレンズにおける近距離合焦は、第2レンズ群G2を分割して上述の合焦レンズ群L1を移動して行ない、撮影距離300mmまでの合焦が可能である。
[全体諸元]において、fは焦点距離、2ωは画角(包括角)、FNOはFナンバーをそれぞれ示す。
[レンズデータ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、riは物体側からi番目のレンズ面Riの曲率半径、diはレンズ面Riとレンズ面Ri+1との光軸上の面間隔、ni,νiはレンズ面Riとレンズ面Ri+1との間の媒質のd線(λ=587.56nm)に対する屈折率,アッベ数をそれぞれ示す。さらに、レンズデータ中の非球面には、星印(★)を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示し、κ及び各非球面係数は[非球面データ]の欄に記載する。
S(y)=(y2/R)/〔1+(1−κ・y2/R2)1/2〕
+C4・y4+C6・y6+C8・y8+C10・y10+C12・y12+C14・y14
[可変間隔データ]において、βは拡大倍率、Rは撮影距離をそれぞれ示し、W、M、Tはそれぞれ広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態を示している。
なお、以下の全ての実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
[全体諸元]
f = 14.4 〜 23.8mm
2ω = 114.7 〜 83.8゜
FNO= 2.88
[レンズデータ]
面番号 r d ν n
1) 60.3937 3.5000 46.58 1.804000
2) 32.2703 7.0835 1.000000
3) 35.5000 4.0000 55.34 1.677900
4) 19.5117 12.8951 1.000000★
5) 87.0449 2.5000 52.67 1.741000
6) 26.3306 0.3000 38.09 1.553890
7) 30.2448 12.6887 1.000000★
8) -67.9930 2.5896 82.52 1.497820
9) 48.0626 2.0000 1.000000
10) 48.4880 5.9634 39.59 1.804400
11) -181.2948 d11 1.000000
12) 34.6184 1.0000 42.72 1.834810
13) 19.4637 5.2931 47.04 1.623740
14) 611.5990 d14 1.000000
15> 開口絞りS 1.6689 1.000000
16) -265.5383 2.6545 64.10 1.516800
17) -47.2569 9.0744 1.000000
18) -27.9322 1.6819 42.72 1.834810
19) 138.6775 0.1000 1.000000
20) 35.6745 4.4701 50.80 1.570990
21) -71.8719 0.1000 1.000000
22) 27.2079 1.3817 49.45 1.772789
23) 16.4317 8.4910 82.52 1.497820
24) -53.0000 1.7210 1.000000
25) 1336.7107 1.0000 40.94 1.806100
26) 20.3824 6.3537 61.18 1.589130
27) -60.1135 Bf 1.000000★
[非球面データ(κ及び各非球面係数)]
面番号 κ C4 C6 C8
4) 0.0913 -5.1181E-07 7.1056E-10 -1.9817E-11
7) -6.3795 4.2239E-05 -7.8972E-08 2.9788E-10
27) 6.0164 1.9855E-05 6.9569E-09 1.5384E-10
面番号 C10 C12 C14
4) 1.9226E-14 -0.60945E-17 0.0
7) -5.9331E-13 0.60285E-15 -0.74037E-19
27) -5.8393E-13 0.0 0.0
[可変間隔データ]
<無限遠合焦時>
W M T
f 14.4 18.0 23.8
D0 ∞ ∞ ∞
d11 31.93 16.37 1.20
d14 5.86 5.86 5.86
Bf 38.70 44.55 53.97
<中間距離合焦時>
W M T
β -0.025 -0.025 -0.025
D0 536.77 682.52 916.19
d11 33.18 17.33 1.95
d14 4.61 4.90 5.11
Bf 38.70 44.55 53.97
<近距離合焦時>
W M T
R 300 300 300
D0 125.00 134.71 140.46
d11 36.36 20.38 5.21
d14 1.43 1.85 1.85
Bf 38.70 44.55 53.97
[条件式対応値]
条件式(1) d/d2= 0.098
条件式(2) d/f1= -0.345
条件式(3) fw/f2= 0.337
条件式(4) νdn/νdp= 0.91
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは半画角(単位:度)、をそれぞれ示す。なお、球面収差図においては最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図においては半画角Aの最大値をそれぞれ示す。
なお、以下に示す全実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
図2(a)、図2(b)、図2(c)より、本実施例に係る2群ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において、諸収差を良好に補正していることがわかる。
図3は、本発明の第2実施例に係る2群ズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す図である。
本実施例に係る2群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有している。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズ成分L1と、開口絞りSと、第2正レンズ成分L2と、負レンズL3とを有している。そして、第1正レンズ成分L1は、合焦時に移動する合焦レンズ群であり、第2レンズ群G2中の最も像側のレンズ面は非球面である。なお、第1レンズ群G1中には、非球面が2面備えられている。
本実施例において、第1正レンズ成分L1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせレンズであり、第2正レンズ成分L2は、両凸形状の正レンズである。
なお、本実施例に係る2群ズームレンズにおける近距離合焦は、第2レンズ群G2を分割して上述の合焦レンズ群L1を移動して行ない、撮影距離300mmまでの合焦が可能である。
以下の表2に、本発明の第2実施例に係る2群ズームレンズの諸元の値を掲げる。
[全体諸元]
f = 14.4 〜 23.8mm
2ω = 114.7 〜 83.8゜
FNO= 2.88
[レンズデータ]
面番号 r d ν n
1) 56.9121 3.5000 45.37 1.796681
2) 32.1468 10.7980 1.000000
3) 40.3407 4.0000 55.34 1.677900
4) 18.9364 11.0511 1.000000★
5) 67.5881 2.5000 52.64 1.740999
6) 24.5702 0.3000 38.09 1.553890
7) 27.6680 12.8700 1.000000★
8) -70.8839 1.0000 82.52 1.497820
9) 52.2167 3.9475 35.70 1.625882
10) 87.3997 0.1632 1.000000
11) 53.5952 6.0276 37.16 1.834000
12) -428.5366 d12 1.000000
13) 36.1363 1.0000 37.20 1.834000
14) 20.5624 5.0757 43.71 1.605620
15) -797.7798 d15 1.000000
16> 開口絞りS 1.5000 1.000000
17) 57.8205 3.8995 81.54 1.496999
18) -70.7712 9.0740 1.000000
19) -33.3410 1.0000 33.89 1.803834
20) 40.3001 0.1000 1.000000
21) 24.2732 4.6437 28.46 1.728250
22) 127.1802 0.3699 1.000000
23) 37.3740 1.3816 37.16 1.834000
24) 15.2851 7.2505 90.28 1.455999
25) -53.3415 0.1000 1.000000
26) 183.4769 1.0000 42.71 1.834807
27) 44.9959 6.3623 61.13 1.589130
28) -33.7951 Bf 1.000000★
[非球面データ(κ及び各非球面係数)]
面番号 κ C4 C6 C8
4) -0.0802 -1.3215E-06 7.5854E-09 -5.4625E-11
7) -1.0473 2.6047E-05 -1.8488E-08 2.0819E-10
28) 3.7752 1.6048E-05 4.9751E-09 1.0564E-10
面番号 C10 C12 C14
4) 9.5721E-14 -0.53878E-16 0.0
7) -5.9270E-13 0.60018E-15 -0.74037E-19
28) -4.4235E-13 0.0 0.0
[可変間隔データ]
<無限遠合焦時>
W M T
f 14.4 18.0 23.8
D0 ∞ ∞ ∞
d12 31.53 16.17 1.20
d15 5.86 5.86 5.86
Bf 38.70 44.75 54.50
<中間距離合焦時>
W M T
β -0.025 -0.025 -0.025
D0 535.56 681.31 914.97
d12 32.73 17.08 1.91
d15 4.66 4.95 5.15
Bf 38.70 44.75 54.50
<近距離合焦時>
W M T
R 300 300 300
d0 125.00 134.31 139.53
d12 35.74 19.98 5.01
d15 1.64 2.05 2.05
Bf 38.70 44.75 54.50
[条件式対応値]
条件式(1) d/d2= 0.104
条件式(2) d/f1= -0.354
条件式(3) fw/f2= 0.334
条件式(4) νdn/νdp= 0.85
図4(a)、図4(b)、図4(c)より、本実施例に係る2群ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において、諸収差を良好に補正していることがわかる。
図5は、本発明の第3実施例に係る2群ズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す図である。
本実施例に係る2群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを有している。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、第1正レンズ成分L1と、開口絞りSと、第2正レンズ成分L2と、負レンズL3とを有している。そして、第1正レンズ成分L1は、合焦時に移動する合焦レンズ群であり、第2レンズ群G2中の最も像側のレンズ面は非球面である。なお、第1レンズ群G1中には、非球面が2面備えられている。
本実施例において、第1正レンズ成分L1は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、第2正レンズ成分L2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせレンズである。
なお、本実施例に係る2群ズームレンズにおける近距離合焦は、第2レンズ群G2を分割して上述の合焦レンズ群L1を移動して行ない、撮影距離300mmまでの合焦が可能である。
以下の表3に、本発明の第3実施例に係る2群ズームレンズの諸元の値を掲げる。
[全体諸元]
f = 15.3 〜 26.7mm
2ω = 111.4 〜 77.6゜
FNO= 3.2
[レンズデータ]
面番号 r d ν n
1) 63.7169 3.5000 46.58 1.804000
2) 33.5072 10.3000 1.000000
3) 43.3838 4.0000 53.37 1.694300
4) 17.2282 10.6000 1.000000★
5) 50.5012 2.5000 52.67 1.741000
6) 28.4514 0.3000 38.09 1.553890
7) 33.2605 11.9500 1.000000★
8) -65.8568 1.0000 82.56 1.497820
9) 39.9794 2.0000 1.000000
10) 43.1281 6.3000 39.57 1.804400
11) -233.3709 d11 1.000000
12) 30.4383 2.7000 64.10 1.516800
13) 61.5695 d13 1.000000
14> 開口絞りS 1.5000 1.000000
15) 37.2420 1.0000 42.72 1.834810
16) 19.5075 6.5782 47.04 1.623740
17) -119.8537 6.5000 1.000000
18) -30.8199 1.8581 42.72 1.834810
19) 130.1137 0.1000 1.000000
20) 28.7604 5.2883 50.88 1.658440
21) -109.0732 0.9141 1.000000
22) 69.3767 1.3330 49.61 1.772500
23) 17.4517 8.4070 82.56 1.497820
24) -45.5775 1.0000 1.000000
25) 155.7609 7.5000 82.56 1.497820
26) -17.9304 1.0000 44.20 1.785900
27) -328.5906 1.6218 1.000000
28) 9050.9522 3.3019 61.18 1.589130
29) -47.9982 Bf 1.000000★
[非球面データ(κ及び各非球面係数)]
面番号 κ C4 C6 C8
4) 0.3055 -8.69640E-06 -6.06090E-09 -4.57650E-12
7) -0.2488 1.55260E-05 9.73250E-09 -1.47570E-11
29) 0.2224 5.36010E-06 2.81120E-08 -1.41100E-10
面番号 C10
4) -1.93020E-15
7) 3.03090E-14
29) 2.94100E-13
[可変間隔データ]
<無限遠合焦時>
W M T
f 15.292 19.880 26.748
D0 0.000 0.000 0.000
d11 33.782 17.223 3.052
d13 6.792 6.792 6.792
Bf 37.004 45.150 57.345
<中間距離合焦時>
W M T
β -0.025 -0.025 -0.025
D0 575.526 760.478 1037.575
d11 34.823 18.086 3.769
d13 5.751 5.929 6.076
Bf 37.004 45.150 57.345
<近距離合焦時>
W M T
R 300 300 300
D0 119.952 128.377 130.346
d11 37.856 21.393 7.649
d13 2.718 2.622 2.195
Bf 37.004 45.150 57.345
[条件式対応値]
条件式(1) d/d2= 0.069
条件式(2) d/f1= -0.261
条件式(3) fw/f2= 0.346
条件式(4) νdn/νdp= 0.9082
図6(a)、図6(b)、図6(c)より、本実施例に係る2群ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において、諸収差を良好に補正していることがわかる。
なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
G2 第2レンズ群
L1 第1正レンズ成分
L2 第2正レンス成分
L3 負レンス
S 開口絞り
Claims (6)
- 物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とからなり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔を変化させることによって変倍を行う2群ズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、第1正レンズ成分と、開口絞りと、第2正レンズ成分と、負レンズとを含み、
以下の条件式を満足することを特徴とする2群ズームレンズ。
0.065<d/d2<0.3
但し、
d :前記第2正レンズ成分と前記負レンズとの軸上空気間隔
d2:前記第1正レンズ成分の物体側レンズ面から像面までの軸上距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の2群ズームレンズ。
−1.0<d/f1≦−0.27
但し、
d :前記第2正レンズ成分と前記負レンズとの軸上空気間隔
f1:前記第1レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の2群ズームレンズ。
0.25<fw/f2<0.5
但し、
fw:広角端状態における前記2群ズームレンズ全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 前記第1正レンズ成分と前記第2正レンズ成分のうちの少なくとも一方が、正レンズと負レンズとの貼り合わせレンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の2群ズームレンズ。
0.25<νdn/νdp<0.95
但し、
νdp:前記貼り合わせレンズ中の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.56nm)に対するアッベ数
νdn:前記貼り合わせレンズ中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.56nm)に対するアッベ数 - 前記第1正レンズ成分は、合焦のために可動であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の2群ズームレンズ。
- 前記第2レンズ群は、少なくとも1枚の非球面レンズを有していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の2群ズームレンズ。
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